【文章內(nèi)容簡介】 醚類環(huán)氧樹脂 ② 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂 ③ 縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂 ④ 線型脂肪族類環(huán)氧樹脂 ⑤ 脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。 (1) 二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂 二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯 丙烷縮聚而成。工業(yè)二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂實際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數(shù)的分子是含有兩個環(huán)氧基端的線型結(jié)構(gòu)。少數(shù)分子可能支化，極少數(shù)分子終止的基團是氯醇基團而不是環(huán)氧基。因此環(huán)氧樹脂的 環(huán)氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響 [1]。工業(yè)上作為樹脂的控制指標如 下： ① 環(huán)氧值 。環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹脂性質(zhì)的最主要的指標，工業(yè)環(huán)氧樹脂型號就是按環(huán)氧值不同來區(qū)分的。環(huán)氧值是指每 100g樹脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以 100 就稱之為 環(huán)氧當量 。環(huán)氧當量的含義是：含有 1mol 環(huán)氧 基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。 ② 無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起 絡(luò)合作用 而影響樹脂的固化，同時哈爾濱學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計） 6 也影響固化樹脂的電性能，因此氯含量也是環(huán)氧樹脂的一項重要指標。 ③ 有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標志著分子中未起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團的含量，它含量應(yīng)盡可能地降低，否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。 ④ 揮發(fā)分。 ⑤ 粘度或軟化點。 (2)酚醛多環(huán)氧樹脂 酚醛多環(huán)氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂相比，在線型分子中含有兩個以上的環(huán)氧基，因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大，具 有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的 [2]。 (3)多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有：間苯二酚型環(huán)氧樹脂、間苯二酚 甲醛型環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂，這些多官能縮水甘油醚樹脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨或者與通用 E 型樹脂共混，供作高性能復(fù)合材料（ ACM）、印刷線路板等基體材料。 (4)脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，這類 樹脂絕大多數(shù)粘度很低；大多數(shù)是長鏈線型分子，因此富有柔韌性。 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和二酚基丙烷 環(huán)氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應(yīng)活性高；粘合力比通用環(huán)氧樹脂高，固化物力學(xué)性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，并且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環(huán)氧樹脂高的粘結(jié)強度 。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。 縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂 這類樹脂的優(yōu)點是多官能度、環(huán)氧當量高，交聯(lián)密度大，耐熱性顯著提高。目前國內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)越的粘 接性和耐熱性，來制造碳纖維增強的復(fù)合材料（ CFRP） 用于飛機二次結(jié)構(gòu)材料 。 哈爾濱學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計） 7 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 這類環(huán)氧樹脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的，它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂及其它環(huán)氧樹脂有很大差異，前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上，而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化物具有以下特點：① 較高的壓縮與 拉伸強度； ② 長期暴露在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能； ③ 耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。 脂肪族環(huán)氧樹脂 這類環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無苯核 ，也無脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈，環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹脂固化后的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。 環(huán)氧樹脂應(yīng)用 在涂料領(lǐng)域的運用 應(yīng)用于汽車： 底盤底漆 、部件漆，槽車內(nèi)壁涂料。 應(yīng)用于容器：食品罐內(nèi)、外壁涂料，貯槽內(nèi)外壁 防腐涂料 ，壓力罐防腐。 應(yīng)用于工廠設(shè)備：設(shè)備、管道防腐涂料， 冰箱 、洗衣機外層涂料，電器設(shè)備絕緣涂料。 應(yīng)用于土建：橋梁防腐涂料， 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料，水泥制品防滲涂料，地坪涂料，裝飾涂料，功能涂料、鋼絲網(wǎng)水泥閘門。 應(yīng)用于船舶：底貨倉內(nèi)壁涂料， 海上集裝箱涂 料 ，鋼鐵部件防腐涂料。 應(yīng)用于其它：鋼家具粉末涂料，電阻元件粉末涂料，鋼制部件粉末涂料，閥體防腐、重防腐超 耐磨陶瓷 ,屏蔽立式管道泵、太陽能熱水器、太陽能電池板 、武器 [3]。 在復(fù)合材料領(lǐng)域的運用 應(yīng)用于汽車 ：玻璃鋼車殼，玻璃鋼地板，玻璃鋼槽車 ,控制系統(tǒng)，儀器儀表電器 零部件，顯示器 ,汽車干式點火線圈 ,玻璃鋼部件、防滑粒方向盤套、環(huán)氧樹脂局部加強材料。 應(yīng)用于工廠設(shè)備：玻璃鋼氧氣瓶，玻璃鋼貯槽，玻璃鋼容器、管道，模具，螺旋槳，織機箭桿，飛機蜂窩結(jié)構(gòu)件， 引擎蓋 ，輥筒，軸，裝機基礎(chǔ)找平，自流平地坪、電 磁線圈，先導(dǎo)閥、玻璃零部件、玻璃鋼泵閥，電碳制品、建筑工程結(jié)構(gòu)件、機用傳動裝置部件 哈爾濱學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計） 8 應(yīng)用于絕緣材料 ：覆銅板，玻璃鋼板、管、棒，變壓器，繼電器，高壓開關(guān)，絕緣子，互感器，阻抗器，電纜頭，電子器件、元件的密封或包封和塑封，報警器、固體電源、FBT 回掃變壓器、聚焦電位器、摩托車、汽車等機動車輛點火線圈、電子、電器零部件、發(fā)光二極管，信號燈，全封閉蓄電池，電機封裝 ,溫度變送器、錄音機磁頭、線路板封閉、集成電路、二、三極管分立器件、無源濾波器、 LED 的結(jié)構(gòu)封裝、封裝太陽能電池板、電源組件、 IC 調(diào)節(jié)器和固態(tài)繼電器、 煤礦安全巡查系統(tǒng)、本質(zhì)安全型模塊、自動重合器[4]。 應(yīng)用于 體育用品：玻璃鋼安全帽，球拍，高爾夫球桿，釣魚桿，保齡球，雪撬，沖浪板，玻璃鋼賽艇、帆船、賽車、躺椅、曲棍球 桿。 應(yīng)用于其它：飛機機身、直升機螺旋葉片，風(fēng)力發(fā)電機葉片，醫(yī)學(xué)儀器、手術(shù)刀柄 ,心臟起搏器、工藝品 珠寶、閥門 密封件、水工建筑工程、場致發(fā)光屏、混凝土 抗磨層、保溫材料、動物模型、航天飛行器、船用尾軸、舵軸、化學(xué)木材、塔身加固、磁懸浮列車軌道、太陽能電池樂器、環(huán)氧裝飾品、玻璃鋼帳篷桿具、刀柄、窗戶、家具、泵、拐杖、顯卡、紅外濾光器、數(shù)字顯示器 、 矩陣 輻射器、發(fā)光二極管與光電二極管、實驗室臺面、仿真樹、預(yù)制磨石、道路橋梁路面。 在粘接劑領(lǐng)域的運用 應(yīng)用于： 室溫快速固化韌性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑 ,導(dǎo)電膠 ,常溫固化靜電植絨粘合劑、光學(xué)結(jié)構(gòu)膠、沙狐球膠、化學(xué)錨固膠、真絲的高功能化、人工花、磁力書寫板、汽車維修膠 、石材膠 [5] 。 環(huán)氧樹脂的耐腐蝕性 環(huán)氧樹脂之所以可以廣泛運用，很重要一點是它具有的一個特性：耐腐蝕性。 環(huán)氧樹脂作為防腐蝕 材料不但具有密實、抗水、抗?jié)B漏好、強度高等特點，同時具有附著力強、常溫操作、施工簡便等良好的工藝性，而且價格適中。采用這類材料的防腐蝕工程一般包括：樹脂膠料輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層，樹脂膠泥和砂漿鋪砌的塊材面層，樹脂膠泥勾縫與灌縫的塊材面層，樹脂稀膠泥或砂漿制作的單一與復(fù)合的整體面層及隔離層，樹脂玻璃鱗片膠泥面層等等。選用的材料品種不同，防腐蝕工程的最終產(chǎn)品功能以及適用范圍將有很大不同。專家介紹說，防腐蝕工程中常用的環(huán)氧樹脂除單獨使用外，還可以和不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂等樹脂復(fù)合 使用，形成復(fù)哈爾濱學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計） 9 合構(gòu)造以充分發(fā)揮各自的長處、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便施工。也可與其他樹脂改性形成改性樹脂，改性的方法有物理法和化學(xué)法 [6]。環(huán)氧煤焦油屬于較為典型的環(huán)氧樹脂物理改性產(chǎn)物，使其性能介于環(huán)氧樹脂和煤焦油之間。物理改性樹脂中次要樹脂一般占總量的 30～ 50%；樹脂進行化學(xué)改性后其產(chǎn)物的性能已經(jīng)發(fā)生了根本變化，乙烯基酯樹脂實質(zhì)是最典型的環(huán)氧化學(xué)改性樹脂。有時用綜合性能較好的兩種或兩種以上樹脂材料，根據(jù)各自的特點在工程的不同部位的不同構(gòu)造，依次進行施工可以產(chǎn)生單一材料難以達到的顯著效果 [7]。 環(huán)氧樹脂防腐材料主要由以下材料組成。一是環(huán)氧樹脂，指含有環(huán)氧基的聚合物之統(tǒng)稱，主要適用于腐蝕性不太強的介質(zhì)，耐堿性能較突出也能耐一般酸 (除氫氟酸外 )腐蝕，目前國外防腐蝕市場對環(huán)氧樹脂的需用量已經(jīng)大大減少，主要原因在于耐蝕樹脂方面不飽和聚酯樹脂已經(jīng)迅速發(fā)展、且品種較多，國內(nèi)市場由于不飽和聚酯樹脂起步較晚，因此環(huán)氧樹脂仍是防腐蝕領(lǐng)域的主要樹脂品種之一。環(huán)氧樹脂的主要特點是粘結(jié)強度高、收縮率低、產(chǎn)品脆性大、價格較高，常溫固化的樹脂使用溫度不超過 80℃ [8]；二是環(huán)氧樹脂的固化劑，有胺類、酸酐類、樹脂類化合物等幾大品種，其中胺類化合物最為常用，它又可以分為脂肪胺、芳香胺及改性胺等幾類，由于乙二胺、間苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺等化合物的毒性、氣味較大，因此逐步被無毒、低毒的新型固化劑 (如： T3 590、C20 等 )替代，這類固化劑對潮濕基層甚至水下也可以固化，所以日益引起人們的重視和好評；三是稀釋劑，環(huán)氧樹脂的稀釋通常用非活性稀釋劑如：乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等， 2 種非活性稀釋劑可以混合使用，有時為了降低固化成品的收縮率、減少孔隙和龜裂也使用活性稀 釋劑，如環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、多縮水甘油醚等；四是增塑劑、增韌劑，單純的環(huán)氧樹脂固化后較脆、沖擊韌度、抗彎強度及耐熱性能較差，常用增塑劑、增韌劑來使樹脂增加可塑性、改善韌性、提高抗彎強度和沖擊韌度；五是填充料，粉料、細骨料、粗骨料、玻璃鱗片統(tǒng)稱為填充料，加入適當?shù)奶畛淞峡梢越档椭破返某杀尽⒏纳破湫阅?，在膠液中填充料的用量一般為樹脂用量的 20～ 40%(重量 )，配制膩子時加入量可較多些，一般可為樹脂用量的 2～ 4 倍，常用的粉料為石英粉、瓷粉，此外還有石墨粉、輝綠巖粉、滑石粉、云母粉等 [9]。 哈爾濱學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計） 10 第二章 固化劑 環(huán)氧樹脂作為膠粘劑 ,涂料和復(fù)合材料等的樹脂基體 ,廣泛應(yīng)用于水利 ,交通 ,機械 ,電子 ,家電 ,汽車及航空航天等領(lǐng)域，但它屬于網(wǎng)絡(luò)聚合物范疇 ,單獨使用幾乎沒有什么價值 ,只有在使用中加人固化劑 ,并在一定條件下進行固化反應(yīng) ,生成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物 ,才會顯現(xiàn)出各種優(yōu)良的性能 ,成為具有真正使用價值的環(huán)氧材料，因此可見固化劑在環(huán)氧樹脂的應(yīng)用上具有不可缺少的 ,甚至在某種程度上起著決定性的作用。 固化劑的定義 固化劑